Monika Landgraf Pressesprecherin,
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KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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KIT-Zentrum Energie: Zukunft im Blick
Herzstück der Anlage: Die wabenförmigen Katalysatorträger wandeln Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid zu Methan und Wasser um (Foto: Andreas Spiegel)
Karlsruher Forschern ist es mit einer Pilotanlage für Waben-Me- thanisierung gelungen, aus einem aus Biomasse hergestellten Synthesegasgemisch hochwertiges und damit anwendungs- freundliches erneuerbares Methan zu produzieren. Der in Fach- kreisen SNG (Synthetic Natural Gas) genannte Energieträger eignet sich sowohl als Brennstoff für Blockheizkraftwerke und Heizungsanlagen als auch als Treibstoff für Autos oder Lkw und ist dem fossilen Erdgas qualitativ ebenbürtig. Die Pilotanlage ha- ben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Was- serfaches (DVGW) entwickelt und getestet.
Wärme und Mobilität werden derzeit noch überwiegend aus fossilen Quellen gespeist. Um auch diese Sektoren in Zukunft nachhaltig und umweltschonend mit Energie zu versorgen, eignen sich nach Ansicht von Experten vor allem auch chemische Energieträger aus erneuer- baren Quellen, wie beispielsweise Biogas oder SNG.
Aus Holzabfällen erfolgreich erneuerbares Gas produziert
Synthetisches Erdgas aus Biomasse: Neue Methanisierungsanlage in Schweden getestet
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Presseinformation
Nr. 107 | bsb | 11.09.2018
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„Chemische Energieträger weisen eine hohe Energiedichte auf und sind besonders für den Mobilitätssektor attraktiv“, bestätigt Felix Ort- loff, Gruppenleiter „Verfahrenstechnik“ an der Forschungsstelle des DVGW am Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT.
Biogasanlagen produzieren das erneuerbare Gas vorwiegend durch Vergären von biologischen Abfällen. In Ländern mit einer intensiven Forstwirtschaft, wie Finnland oder Schweden, besteht ein großes Po- tenzial für die Produktion von SNG aus Holzabfällen. Hierbei wird über die Biomassevergasung ein Synthesegas gewonnen, das im Wesentlichen aus einer Mischung von Wasserstoff, Kohlenstoffmo- noxid und Kohlenstoffdioxid besteht. Dieses Gemisch kann anschlie- ßend über eine Methanisierung zu hochwertigem Methan umgewan- delt werden. Einen sehr effektiven Weg für diese Methanisierung ha- ben die Forscher des Engler-Bunte-Instituts am KIT und der ange- schlossenen DVGW-Forschungsstelle nun erfolgreich über mehrere Wochen im schwedischen Köping getestet.
Das Herzstück der Anlage sind wabenförmige Katalysatorträger, die in der Arbeitsgruppe „chemisch-katalytische Verfahren“ des EBI-Tei- linstituts Chemische Energieträger-Brennstofftechnologie (EBI ceb) unter der Leitung von Siegfried Bajohr entwickelt und für den Einsatz in der Methanisierung optimiert wurden. „Die metallischen Nickel-Ka- talysatoren wandeln in einem einstufigen Prozess Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid und bei ausreichender Versorgung mit Wasser- stoff auch Kohlenstoffdioxid zu Methan und Wasser um“, erklärt Sieg- fried Bajohr.
Die in Containerbauweise realisierte Pilotanlage wurde an einen Bio- massevergaser gekoppelt, der die für die chemische Reaktion not- wendigen kohlenstoffhaltigen Gase liefert. In diesem Anlagenverbund wandelte die Karlsruher Methanisierungsanlage zuverlässig, über mehrere Wochen, Synthesegas zu Methan um. „Das so nachhaltig erzeugte synthetische Methan kam anschließend sehr erfolgreich beim schwedischen Projektpartner Cortus AB als Kraftstoff in den fir- meneigenen Erdgas-Fahrzeugen zum Einsatz“, so Bajohr.
„Neben der Nutzung im Erdgasfahrzeug sehen wir den Vorteil der Er- zeugung des chemischen Energieträgers Methan darin, dass das Gas ohne Einschränkungen in die vorhandene europäische Erd- gasinfrastruktur eingespeist werden kann“, sagt Felix Ortloff vom EBI.
Somit könnte es nach Einschätzung der Forscher bereits heute in vie- len bestehenden Anwendungen fossiles Erdgas direkt ersetzen.
„Ein weiteres Einsatzgebiet für die Technologie sehen wir im Rahmen des Power-to-Gas-Kontextes“, so Ortloff. Hierbei wird Wasser mithilfe
Pilotanlage zur Methanisierung im schwedischen Köping (Foto: Felix Ort- loff)
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von Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektrolyse in Wasser- stoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann anschlie- ßend in einer Reaktion mit Kohlenstoffdioxid ebenfalls zu syntheti- schem Methan weiterverarbeitet werden. Neben der Entlastung der Stromnetze stufen die Forscher insbesondere die Einbindung von Bi- ogas- oder Biomassevergasungsanlagen in Power-to-Gas-Konzepte als vorteilhaft ein. Denn so könnte die Produktionskapazität der Anla- gen verdoppelt werden, da das bei der Biogasproduktion ohnehin an- fallende Kohlenstoffdioxid vollständig zu Methan umgewandelt wird.
„Ein Vorteil unserer Pilotanlage ist ihre kompakte Bauweise und damit ihre Mobilität“, erläutert Ortloff. „Installiert in einem Frachtcontainer kann sie zum Beispiel dezentral, an abgelegenen Biogasanlagen, im ländlichen Raum oder in Verbindung mit anderen zukünftig relevan- ten CO2-Quellen, beispielsweise verschiedenen Industrieprozessen, erprobt werden“, fügt er an.
Nach dem Einsatz in Schweden ist die Pilotanlage nun wieder auf dem Weg nach Karlsruhe. „Die Anlage wird am Campus Nord des KIT in die Infrastruktur des Energy Labs 2.0 eingebunden. Ein Ziel ist es, die Waben-Methanisierung weiter zu verbessern und die Kataly- satoren unter anderem für den Einsatz in erheblich größeren Anlagen zu optimieren“, sagt Siegfried Bajohr, der für die wissenschaftliche Betreuung der Pilotanlage verantwortlich ist.
Weitere Informationen:
https://www.storeandgo.info/
https://www.elab2.kit.edu/113.php https://www.cortus.se
Details zum KIT-Zentrum Energie: http://www.energie.kit.edu Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“
schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaf- ten zusammen. Seine 25 500 Studierenden bereitet das KIT
durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und
Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die
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Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaft- lichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.
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